Із попереднього матеріалу ви дізналися, що магнітне поле діє на провідник зі струмом із деякою силою. А з курсу фізики 8 класу пам'ятаєте, що сила — це векторна фізична величина, тому, щоб повністю визначити силу, слід уміти розраховувати її значення та визначати напрямок. Від чого залежить значення сили, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, як напрямлена ця сила та чому її називають силою Ампера, ви дізнаєтесь із матеріалу на цій сторінці.
Сила Ампера — це сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом.
де:
Зверніть увагу! Магнітне поле не діятиме на провідник зі струмом (FA = 0), якщо провідник розташований паралельно магнітним лініям поля (sin α = 0 ).
Щоб визначити напрямок сили Ампера, використовують правило лівої руки:
Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітної індукції входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок сили Ампера.
Якщо провідник розташований перпендикулярно до ліній магнітної індукції (α = 90°, sin α = l), то поле діє на провідник із максимальною силою:
Звідси отримуємо формулу для визначення модуля магнітної індукції:
У СІ одиниця магнітної індукції — тесла (Тл), одиниця сили — ньютон (Н), сили струму — ампер (А), довжини — метр (м), тому:
* Розв'язування задач на цій сторінці передбачає використання мультимедійної дошки. В підручнику розв'язування задачі на сторінках 21, 22.
Задача 1. Доведіть, що два паралельні провідники, в яких течуть струми одного напрямку, притягуються.
Аналіз фізичної проблеми. Навколо будь-якого провідника зі струмом існує магнітне поле, отже, кожен із двох провідників перебуває в магнітному полі іншого. На перший провідник діє сила Ампера з боку магнітного поля, створеного струмом у другому провіднику, і навпаки. Визначивши за правилом лівої руки напрямки цих сил, з’ясуємо, як поводитимуться провідники.
Задача 2. Прямий провідник (стрижень) завдовжки 0,1 м масою 40 г перебуває в горизонтальному однорідному магнітному полі індукцією 0,5 Тл. Стрижень розташований перпендикулярно до магнітних ліній поля. Струм якої сили та в якому напрямку слід пропустити в стрижні, щоб він не тиснув на опору (завис у магнітному полі)?
Аналіз фізичної проблеми. Стрижень не буде тиснути на опору, якщо сила Ампера зрівноважить силу тяжіння. Це відбудеться за таких умов: 1) сила Ампера буде напрямлена протилежно силі тяжіння (тобто вертикально вгору); 2) значення сили Ампера дорівнюватиме значенню сили тяжіння: FA = Fтяж.
Напрямок струму визначимо, скориставшись правилом лівої руки.
